KR20210043847A

KR20210043847A - Walk assistance apparatus for blind

Info

Publication number: KR20210043847A
Application number: KR1020190126676A
Authority: KR
Inventors: 신성희; 최병재
Original assignee: 대구대학교 산학협력단
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-22
Also published as: KR102305790B1

Abstract

The present invention relates to a walk assistance device for a visually impaired person, which detects an obstacle existing in a walking direction and warns the visually impaired person of the obstacle to help the visually impaired person in walking. According to the present invention, the walk assistance device for a visually impaired person is attached to the body of a pedestrian to help in walking. The walk assistance device comprises: an output unit for outputting a warning to the pedestrian; a radar emission unit for emitting radar in a walking direction; a radar detection unit detecting reflected radar; an emission direction control unit controlling the emission direction of the radar emission unit; and a control unit determining accident risks on the basis of the detected reflected radar and controlling the output unit to warn the pedestrian according to a determination result.

Description

Walking assistance device for the visually impaired {WALK ASSISTANCE APPARATUS FOR BLIND}

본 발명은 시각장애인의 보행을 보조해 주기 위한 장치로서, 보다 구체적으로 보행자의 전방에 장애물을 감지하고, 감지된 결과를 보행자에게 피드백해 주어 위험을 미리 경고해 줄 수 있는 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for assisting the walking of the visually impaired, and more specifically, to an auxiliary device capable of warning an obstacle in advance by detecting an obstacle in front of a pedestrian and feeding back the detected result to the pedestrian.

시각장애인은 일반적으로 시각장애인을 위한 전용 지팡이나 안내견 등의 도움을 받아 시각적인 불편함을 해소하고 있다. 그 중에서도, 시각장애인용 지팡이는 휴대 및 관리의 편의성으로 인해 보조기구로 사용되어 왔다.Visually impaired people generally solve their visual discomfort with the help of a dedicated cane or guide dog for the visually impaired. Among them, canes for the visually impaired have been used as auxiliary devices due to the convenience of carrying and managing.

이러한 시각장애인용 지팡이는 기술이 발전함에 따라, 단순히 보행을 보조하는 기능을 제공하는 것에서 벗어나 장애물을 탐지하거나 경로를 제공하는 기능이 부가된 형태로 발전되고 있다. 특히, 장애물을 탐지하는 기술은 시각장애인의 안전과 직결된 문제이기 때문에 다양한 방법의 장애물 탐지 기법이 적용된 시각장애인용 지팡이가공개되고 있는 추세이다.As technology advances, such a cane for the visually impaired is being developed in a form in which a function of detecting an obstacle or providing a path is added, rather than simply providing a function to assist walking. In particular, since the technology for detecting obstacles is directly related to the safety of the visually impaired, a cane for the blind to which various methods of detecting obstacles are applied is being disclosed.

그럼에도 불구하고, 종래의 시각장애인용 지팡이는 장애물을 탐지하는 방법에 한계가 있다. 더욱이, 시각장애인은 본인이 휴대한 지팡이에 의해 측정된 장애물만을 탐지할 수 있어, 이동 경로 상의 사각지대에 배치된 장애물을 감지하지 못하는 경우 더욱 큰 사고로 이어질 가능성이 여전히 존재하고 있다.Nevertheless, the conventional wand for the visually impaired has a limitation in a method of detecting an obstacle. Moreover, since the blind person can only detect obstacles measured by the cane carried by him/her, there is still a possibility of leading to a bigger accident if the obstacle placed in the blind spot on the moving path is not detected.

대한민국 공개특허 제10-2018-0093752호의 경우 장애물 감지 센서를 통하여 주변 장애물을 감지하고, 그 감지 결과를 보행자에게 피드백해 주는 구성을 게시하고 있다. 하지만, 본 공개 특허의 경우 초음파를 활용하여 주변을 감지하고 있으나, 이러한 초음파는 장애물을 감지하기에 정확도가 낮을 뿐만 아니라 감지 거리가 짧다는 단점이 존재한다.In the case of Korean Patent Laid-Open No. 10-2018-0093752, a configuration in which surrounding obstacles are sensed through an obstacle detection sensor and the detection result is fed back to pedestrians is posted. However, in the case of the present patent publication, the surrounding area is sensed by using ultrasonic waves, but such ultrasonic waves have a disadvantage in that the accuracy is low and the sensing distance is short for detecting obstacles.

따라서, 레이더 센서를 활용하여 보다 정확도가 높으면서도 긴 감지 거리를 확보할 수 있는 연구가 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need for research that can secure a longer sensing distance with higher accuracy by utilizing a radar sensor.

대한민국 공개특허 제10-2018-0093752호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0093752

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 보행 보조 장치에 있어서 보다 정확도가 향상된 장애물 경고 보조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems. Another object is to provide an obstacle warning assist device with improved accuracy in a walking assist device.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 보행자의 신체에 착용되어 보행을 보조하는 장치에 있어서, 상기 보행자에게 경고를 출력해주기 위한 출력부; 보행 방향으로 레이더를 조사하는 레이더 조사부; 반사 레이더를 감지하는 레이더 감지부; 상기 레이더 조사부의 조사 방향을 제어하는 조사 방향 제어부; 및 상기 감지되는 반사 레이더에 기초하여 상기 사고 위험을 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 보행자에게 경고하도록 상기 출력부를 제어하는 제어부를 포함하는, 보행 보조 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention to achieve the above or other objects, in the apparatus for assisting walking by being worn on the body of a pedestrian, the output unit for outputting a warning to the pedestrian; Radar irradiation unit for irradiating the radar in the walking direction; A radar detector for detecting a reflective radar; An irradiation direction control unit for controlling an irradiation direction of the radar irradiation unit; And a control unit configured to control the output unit to determine the risk of the accident based on the detected reflection radar and to warn the pedestrian according to the determination result.

상기 사고 위험은 보행 방향에 위치하는 장애물의 존재일 수 있다.The risk of an accident may be the presence of an obstacle located in the walking direction.

상기 출력부는, 음향 출력부를 포함하고, 상기 출력되는 경고는, 상기 음향 출력부를 통하여 출력되는 경고 사운드일 수 있다.The output unit may include a sound output unit, and the output warning may be a warning sound output through the sound output unit.

상기 장애물과의 거리에 따라 상기 경고 사운드의 출력 주기가 짧아질 수 있다.Depending on the distance to the obstacle, the output period of the warning sound may be shortened.

상기 출력부는, 햅틱 모듈을 더 포함하고, 상기 출력되는 경고는, 상기 햅틱 모듈을 통하여 출력되는 진동 피드백일 수 있다.The output unit may further include a haptic module, and the output warning may be vibration feedback output through the haptic module.

상기 장애물과의 거리에 따라 상기 출력되는 진동 피드백의 패턴이 달라질 수 있다.The pattern of the output vibration feedback may vary according to the distance to the obstacle.

기울어진 정도를 감지하기 위한 자이로 센서를 더 포함하고, 상기 조사 방향 제어부는, 상기 감지된 기울어진 정도에 기초하여 상기 레이더의 조사 방향을 제어할 수 있다.A gyro sensor for detecting an inclination degree may be further included, and the irradiation direction controller may control an irradiation direction of the radar based on the sensed inclination degree.

상기 조사 방향은 지면과 평행한 각도에서 소정 각도 아래를 향하는 방향일 수 있다.The irradiation direction may be a direction from an angle parallel to the ground to a predetermined angle downward.

보행 방향을 감지하기 위한 가속도 센서를 더 포함하고, 상기 조사 방향 제어부는, 상기 감지된 보행 방향을 향하도록 레이더의 조사 방향을 제어할 수 있다.An acceleration sensor for detecting a walking direction may be further included, and the irradiation direction controller may control an irradiation direction of the radar to face the sensed walking direction.

본 발명에 따른 보행 보조 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the walking aid device according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 시각장애인에게 보다 신뢰성 높은 보행 보조 장치를 제공해 줄 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage in that a more reliable walking assistance device can be provided to the visually impaired.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 시각장애인이 보행하는데 있어서 지팡이를 이용한 보행 보다 더 간편하면서도 편리한 보행이 가능하다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage in that a visually impaired person can walk more easily and conveniently than walking using a cane.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, specific embodiments such as the detailed description and preferred embodiments of the present invention should be understood as being given by way of example only.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 조사 "?*(120)을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 착용된 모습을 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회동암(302)의 회동구조의 역할을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 제어 방법을 도시하는 도면이다.1 and 2 are diagrams illustrating a radar irradiation "?* 120" according to an embodiment of the present invention.
3 shows a worn state of the walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams showing a walking assistance apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the role of the pivoting structure of the pivoting arm 302 according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a control method of the walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

배경 기술에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 보다 정확한 장애물 인식 및 보다 긴 감지 거리를 위하여 레이더(radar) 방식을 적용하고자 한다. 기존 초음파 방식의 경우 전후좌우 방향으로 조사되는 초음파를 분석하는 것이 실질적으로 어렵기도 하며, 실질적으로 보행에 있어서 가장 중요한 요인은 전방에 장애물이 존재하는지 여부이다.As described above in the background art, the present invention intends to apply a radar method for more accurate obstacle recognition and a longer sensing distance. In the case of the conventional ultrasonic method, it is practically difficult to analyze the ultrasonic waves irradiated in the front-to-back, left-right direction, and the most important factor in walking is whether or not there is an obstacle in front.

따라서, 본 발명에서는, 전방을 향하여 조사되는 레이더를 다시 수신하여, 전방에 위치하는 장애물의 존재 여부를 감지하고 이를 경고하고자 한다.Accordingly, in the present invention, by receiving the radar that is irradiated toward the front again, it is intended to detect the presence or absence of an obstacle positioned in the front, and to warn it.

이와 같은 레이더 방식의 경우, 레이더가 조사되는 방향이 상당히 중요하다. 따라서, 본 발명에서는 레이더가 조사되는 방향이 보행자의 전방으로 고정될 수 있는 방법에 대해서 제안하고자 한다. 이렇게 고정되는 방향에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다.In the case of such a radar method, the direction in which the radar is irradiated is very important. Therefore, in the present invention, it is intended to propose a method in which the direction in which the radar is irradiated can be fixed to the front of the pedestrian. The fixed direction will be described with reference to FIG. 1.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 조사 "?*(120)을 도시하는 도면이다.1 and 2 are diagrams illustrating a radar irradiation "?* 120" according to an embodiment of the present invention.

도시된 도면에서는 시각장애인(110)이 보행을 하고 있으며, 보행의 진행 방향으로 레이더를 조사한다.In the drawing, the visually impaired person 110 is walking, and the radar is investigated in the direction of the walking.

이때, 보행자의 전면 방향으로 조사되어야 하며, 중심선(201)을 기준으로 원뿔형태로 퍼지듯이 조사되기 때문에, 보행자의 신체 높이에서 약간 아래 방향으로 비스듬히 조사되어야 바람직할 것이다.At this time, it should be irradiated in the front direction of the pedestrian, and since it is irradiated as if it spreads in a cone shape based on the center line 201, it would be desirable to be irradiated slightly downward from the body height of the pedestrian.

즉, 이와 같이, 레이더의 조사 방향이 장애물 인식에 있어서 가장 중요한 부분을 차지하기 때문에, 본 발명에서는 레이더의 조사 "?戮* 효과적으로 제어할 수 있는 방안에 대해서 제안하고자 한다.That is, as described above, since the radar irradiation direction occupies the most important part in obstacle recognition, the present invention intends to propose a method capable of effectively controlling the radar irradiation "?戮*".

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 착용된 모습을 도시한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)를 도시하는 도면이다.3 shows a worn state of the walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are diagrams showing a walking assistance apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 보행 보조 장치(100)는 보행자(110)의 손목(111)에 착용될 수 있다. 왼쪽이나 오른쪽 손목 중 하나에 착용되거나, 양쪽 손목에 모두 착용될 수도 있을 것이다.As shown, the walking assistance device 100 may be worn on the wrist 111 of the pedestrian 110. It could be worn on either the left or right wrist, or it could be worn on both wrists.

보행 보조 장치(100)는, 손목(111)에 착용될 수 있도록 손목 밴드(301)를 구비할 수 있으며, 손목 밴드(301)에 회동결합되는 회동암(arm, 302)가 구비될 수 있다. 회동암(302)은 보행자의 앞뒤 방향(501)으로 흔들릴 수 있도록 보행자의 좌우방향의 축(401)을 기준으로 회동될 수 있다. 회동암(302)의 일단은 위와 같이 손목 밴드(301)에 회동결합되고, 회동암(302)의 타단은 몸체(303)와 결합될 수 있다.The walking aid device 100 may include a wrist band 301 so as to be worn on the wrist 111, and may be provided with an arm 302 that is pivotally coupled to the wrist band 301. The pivoting arm 302 may be rotated based on the axis 401 in the left and right directions of the pedestrian so that it can swing in the forward and backward direction 501 of the pedestrian. One end of the pivot arm 302 may be pivotally coupled to the wrist band 301 as above, and the other end of the pivot arm 302 may be coupled to the body 303.

몸체(303)는 헤드(190), 제 1 및 제 2 회동부(410-1, 410-2)를 포함할 수 있으며, 헤드(190)는 레이더 조사부(191) 및 레이더 수신부(192)를 포함할 수 있다.The body 303 may include a head 190, first and second rotating parts 410-1 and 410-2, and the head 190 includes a radar irradiation unit 191 and a radar receiving unit 192 can do.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회동암(302)의 회동구조의 역할을 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining the role of the pivoting structure of the pivoting arm 302 according to an embodiment of the present invention.

이러한 회동암(302)은, 보행자(110)가 보행 시 팔이 앞뒤로 흔들리더라도 몸체(303)가 기울어지는 것을 최소화할 수 있다. 즉, 몸체(303)의 무게에 의해서 회동암(302)의 길이방향이 지면을 향하도록 유지될 수 있기 때문이다.The pivoting arm 302 can minimize the inclination of the body 303 even if the arm shakes back and forth while the pedestrian 110 is walking. That is, this is because the length direction of the pivoting arm 302 can be maintained toward the ground by the weight of the body 303.

도시된 도면을 참조하면 도 6 (a)에 도시된 바와 같이, 보행자(110)의 팔(112)이 앞으로 흔들릴 때에도, 회동암(302)의 길이방향(601)은 지면을 향하고 있다. 마찬가지로 도 6 (b)에 도시된 바와 같이 보행자(110)의 팔(112)이 뒤로 흔들릴 때에도 회동암(302)의 길이방향(601)은 지면을 향하고 있다.Referring to the illustrated drawing, as shown in Fig. 6 (a), even when the arm 112 of the pedestrian 110 shakes forward, the longitudinal direction 601 of the pivoting arm 302 is facing the ground. Similarly, as shown in FIG. 6 (b), even when the arm 112 of the pedestrian 110 swings backward, the longitudinal direction 601 of the pivoting arm 302 faces the ground.

그렇기 때문에, 레이더 조사 방향(120)은 보행 시 팔의 흔들림에도 크게 흔들림 없이 보행자의 전방을 향하도록 고정될 수 있을 것이다.Therefore, the radar irradiation direction 120 may be fixed so as to face the front of the pedestrian without much shaking even when the arm shakes during walking.

이하, 보행 보조 장치(100)의 블록도에 대해서 설명한다.Hereinafter, a block diagram of the walking assistance device 100 will be described.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 블록도이다. 상기 보행 보조 장치(100)는 무선 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 구성요소들은 보행 보조 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 보행 보조 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.7 is a block diagram of a walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention. The walking assistance device 100 may include a wireless sensing unit 140, an output unit 150, a memory 170, a control unit 180, a power supply unit 190, and the like. The components shown in FIG. 7 are not essential in implementing the walking assistance device 100, so the walking assistance device 100 described in the present specification includes more or less components than the components listed above. I can have it.

도시된 구성요소들은 도 3 내지 도 5의 몸체(303) 내부 수용공간에 구비될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 손목 밴드(301)나 회동암(302)에도 구비될 수 있음은 자명할 것이다.The illustrated components may be provided in the receiving space inside the body 303 of FIGS. 3 to 5, but it will be apparent that they are not limited thereto and may also be provided in the wrist band 301 or the rotating arm 302.

센싱부(140)는 보행 보조 장치(100) 내 정보, 보행 보조 장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시에에 따른 센싱부(140)는, 자이로 센서(141) 및 가속도 센서(142) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 센싱부(140)를 통하여 감지된 신호는, 제어부(180)가 이하에서 후술할 조사 방향 제어부(191)를 제어하는데 사용될 수 있으며, 레이저 조사 방향(120)을 제어하는데 사용될 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 보행 보조 장치(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the walking assistance device 100, information on the surrounding environment surrounding the walking assistance device 100, and user information. The sensing unit 140 according to an embodiment of the present invention may include at least one of a gyro sensor 141 and an acceleration sensor 142. The signal sensed through the sensing unit 140 may be used by the controller 180 to control the irradiation direction controller 191 to be described later, and may be used to control the laser irradiation direction 120. Meanwhile, the walking assistance apparatus 100 disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.

레이더 조사부(191)는, 보행자(110)의 전방으로 레이더(radar)를 조사하기 위한 구성이다. 이와 같이 조사된 레이더는 장애물이나 도로 등에 부딪힌 후 반사되어 레이더 감지부(192)를 통하여 감지된다. 제어부(180)는 레이더 감지부(192)를 통하여 반사되는 레이더에 기초하여, 보행자(110) 전방에 위치하는 장애물 존재 여부를 판단할 수 있을 것이다.The radar irradiation unit 191 is a configuration for irradiating a radar in front of the pedestrian 110. The radar irradiated in this way is reflected after hitting an obstacle or a road, and then detected through the radar detection unit 192. The controller 180 may determine whether there is an obstacle located in front of the pedestrian 110 based on the radar reflected through the radar detection unit 192.

출력부(150)는 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The output unit 150 is for generating an output related to an auditory or tactile sense, and may include at least one of an audio output unit 152 and a hap tip module 153.

제어부(180)는 통상적으로 보행 보조 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.The controller 180 typically controls the overall operation of the walking assistance device 100. The controller 180 may provide or process appropriate information or functions to a user by processing signals, data, information, etc. that are input or output through the above-described components.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 보행 보조 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 to supply power to each of the components included in the walking assistance apparatus 100. The power supply unit 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.

본 발명의 일실시예에 따른 전원공급부(190)는, 보행자(110)가 팔을 앞뒤로 흔드는 동작으로부터 동력을 생산할 수 있도록 제안한다. 즉, 회동암(302)이 앞뒤로 흔들릴 때 몸체(303)의 자세를 유지해주는 역할을 할뿐만 아니라, 전력을 생산하도록 제안하는 것이다. 즉, 전원공급부(190)는 회동암(302)의 회동축과 연결되는 발전기(미도시)를 포함할 수 있을 것이다.The power supply unit 190 according to an embodiment of the present invention proposes to generate power from the motion of the pedestrian 110 shaking the arm back and forth. That is, when the rotating arm 302 is shaken back and forth, it not only serves to maintain the posture of the body 303, but also proposes to generate electric power. That is, the power supply unit 190 may include a generator (not shown) connected to the rotating shaft of the rotating arm 302.

조사 방향 제어부(191)는 레이더 조사부(191)가 조사하는 레이더 조사 방향(120)이 고정되도록 레이더 조사부(191)를 회전시키는 구성이다. 즉, 제어부(180)는 조사 방향 제어부(191)를 제어하여, 레이더 조사부(191)의 조사 방향(120)을 고정시킬 수 있다.The irradiation direction control unit 191 is configured to rotate the radar irradiation unit 191 so that the radar irradiation direction 120 irradiated by the radar irradiation unit 191 is fixed. That is, the controller 180 may control the irradiation direction controller 191 to fix the irradiation direction 120 of the radar irradiation unit 191.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 보행 보조 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 보행 보조 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 보행 보조 장치(100) 상에서 구현될 수 있다.At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement the operation, control, or control method of the walking assistance apparatus 100 according to various embodiments described below. In addition, the operation, control, or control method of the walking assistance device 100 may be implemented on the walking assistance device 100 by driving at least one application program stored in the memory 170.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 레이더의 조사를 통하여 장애물의 존재 여부를 판단하고자 한다. 이러한 레이더는 높은 정확도와 감지 거리가 길다는 장점이 존재하지만, 레이더의 조사 방향이 일정하게 고정되어야 효과적이다.As described above, in the present invention, it is intended to determine whether or not an obstacle exists through the radar irradiation. These radars have the advantage of high accuracy and a long sensing distance, but they are effective only when the radar's irradiation direction is fixed.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는, 두 가지 센싱 결과를 이용하여 레이더 조사 방향(120)을 고정시키도록 제안한다. 이를 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 조사 방향 제어부(191)는, 제1축을 기준으로 헤드(190)를 회전시키는 제 1 회전부(410-1) 및 제2축을 기준으로 헤드(190)를 회전시키는 제 2 회전부(410-2)를 포함하도록 제안한다. 이하, 제 1 및 제 2 회전부(410-1, 410-2)에 의해서 조사 방향(120)이 고정되는 방식을 설명한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, it is proposed to fix the radar irradiation direction 120 by using the two sensing results. To this end, the irradiation direction control unit 191 according to an embodiment of the present invention rotates the first rotation unit 410-1 and the second axis to rotate the head 190 based on the first axis. It is proposed to include a second rotating part (410-2). Hereinafter, a method in which the irradiation direction 120 is fixed by the first and second rotating parts 410-1 and 410-2 will be described.

* 제 1 회전부(410-1)에 의해 보행자의 전면 방향으로의 고정* Fixation in the front direction of pedestrians by the first rotating part (410-1)

제 1 회전부(410-1)는 헤드(190)를 제 1 축을 기준으로 회전하여, 레이더의 조사 방향을 좌우로 제어한다. 보행자의 좌우로 제어하기 위해서, 제 1 축은 보행자(110)의 위아래 방향과 일치하는 축일 것이다.The first rotating part 410-1 rotates the head 190 about a first axis to control the irradiation direction of the radar left and right. In order to control the pedestrian to the left and right, the first axis will be an axis that coincides with the up and down directions of the pedestrian 110.

먼저 본 발명의 일실시예에서는, 가속도 센서(142)를 통하여 감지되는 센싱 결과에 기초하여 보행 방향을 판단할 수 있다. 일반적으로 정상적인 보행 시 팔은 앞뒤로 흔들리기 마련이다. 즉, 가속도 센서(142)를 통하여 팔이 규칙적으로 앞뒤로 흔들리는 방향이 있다면, 그 방향이 보행 방향과 일치할 수 있을 것이다.First, in an embodiment of the present invention, a walking direction may be determined based on a sensing result sensed through the acceleration sensor 142. In general, the arm swings back and forth during normal walking. That is, if there is a direction in which the arm regularly swings back and forth through the acceleration sensor 142, the direction may match the walking direction.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(180)는, 가속도 센서(142)로부터 센싱되는 결과, 팔이 앞뒤로 흔들리는 방향을 결정하고, 그 방향을 보행 방향이라 결정할 수 있을 것이다.Accordingly, the controller 180 according to an embodiment of the present invention may determine a direction in which the arm shakes back and forth as a result of sensing from the acceleration sensor 142, and may determine that direction as a walking direction.

따라서, 제어부(180)는 제 1 회전부(410-1)를 제어하여 헤드(190)의 방향이 보행 방향과 일치될 수 있도록 헤드(190)를 회전시킬 수 있다. 이와 같은 방향 일치 과정이 짧은 주기로 이루어질 경우, 실시간으로 보행 방향과 헤드(190)의 방향이 일치되어, 보행 방향으로 레이저가 조사될 수 있을 것이다.Accordingly, the controller 180 may rotate the head 190 so that the direction of the head 190 matches the walking direction by controlling the first rotation unit 410-1. When such a direction matching process is performed in a short period, the walking direction and the direction of the head 190 are matched in real time, so that the laser may be irradiated in the walking direction.

* 제 2 회전부(410-2)에 의한 위아래 각도의 고정* Fixing of the upper and lower angles by the second rotating part (410-2)

제 2 회전부(410-2)는 헤드(190)를 제 2 축을 기준으로 회전하여, 레이더의 조사 방향을 위아래로 제어한다. 이 경우 제 2 축은 상술한 좌우방향의 축(401)과 동일한 축일 것이다. 즉 보행자(110)의 좌우를 가로지르는 축일 것이다.The second rotation unit 410-2 rotates the head 190 about the second axis and controls the irradiation direction of the radar up and down. In this case, the second axis will be the same axis as the horizontal axis 401 described above. That is, it will be an axis that crosses the left and right of the pedestrian 110.

상술한 바와 같이, 레이더가 조사되는 위아래 각도 역시 중요하다. 너무 위를 향하도록 조사되거나 너무 아래 방향으로 조사되어도 올바르지 않을 것이다. 즉, 레이더 조사 방향(120)의 중심선(201)을 기준으로 원뿔형태로 레이더가 조사된다고 하였을 때, 중심선(201, 즉 실제 레이더 조사부의 조사 방향)은 비스듬하게 지면을 향해야 할 것이다(도 1 및 도 2 참조).As mentioned above, the up and down angle at which the radar is irradiated is also important. It will not be correct if it is irradiated too upwards or too downwardly. That is, when it is assumed that the radar is irradiated in a cone shape based on the center line 201 of the radar irradiation direction 120, the center line 201 (that is, the irradiation direction of the actual radar irradiation unit) should face the ground at an angle (Fig. 1 and See Fig. 2).

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(180)는 자이로 센서(141)를 통하여 몸체(303)의 기울어짐을 감지하고, 감지된 결과에 기초하여 제 2 회전부(410-2)를 제어하여 헤드(190)의 방향을 회전시킬 수 있다. 이때 헤드(190)의 방향은, 비스듬하게 아래로 지면을 향하는 방향일 수 있다.Accordingly, the controller 180 according to an embodiment of the present invention detects the inclination of the body 303 through the gyro sensor 141, and controls the second rotating part 410-2 based on the detected result to control the head The direction of 190 can be rotated. In this case, the direction of the head 190 may be a direction obliquely downward toward the ground.

이러한 제 2 회전부(410-2)의 동작에 따르면, 보행에 의해서 팔이 앞뒤로 흔들리는 것에 의해 몸체(303)가 다소 흔들린다고 하더라도, 그러한 흔들림을 보정하여 원하는 방향으로 정확하게 레이더를 조사할 수 있을 것이다.According to the operation of the second rotating part 410-2, even if the body 303 is slightly shaken due to the arm shaking back and forth by walking, such shaking can be corrected to accurately irradiate the radar in a desired direction.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 보행 보조 장치(100)의 제어 방법을 도시하는 도면이다.8 is a diagram showing a control method of the walking assistance device 100 according to an embodiment of the present invention.

S801 단계에서 제어부(180)는 센싱부(140)를 통하여 센싱한다. 이때, 가속도 센서(141)를 통하여 보행자의 보행 방향을 감지할 수 있으며, 자이로 센서(142)를 통하여 몸체(303)의 기울어진 정도를 감지할 수 있을 것이다.In step S801, the controller 180 senses through the sensing unit 140. At this time, the acceleration sensor 141 may detect the pedestrian's walking direction, and the gyro sensor 142 may detect the degree of inclination of the body 303.

S802 단계에서 제어부(180)는 헤드(190)의 방향을 바꾸기 위하여 제 1 및 제 2 회전부(410-1, 410-2)를 제어할 수 있다. 헤드(190)는 보행 방향과 일치하는 방향으로 회전되고, 보행자(110)의 전방 아래를 비스듬히 향하는 방향으로 회전될 수 있다.In step S802, the controller 180 may control the first and second rotating parts 410-1 and 410-2 to change the direction of the head 190. The head 190 may be rotated in a direction coincident with the walking direction, and may be rotated in a direction obliquely facing the pedestrian 110 in front and below.

S803 단계에서 제어부(180)는 레이더 조사부(191)를 통하여 레이더를 조사하고, S804 단계에서 레이더 수신부(192)를 통하여 반사되는 레이더를 감지한다. 그리고 레이더 수신부(192)를 통하여 수신되는 레이더를 분석하여, 보행자 전방의 장애물 존재 여부를 판단(S805 단계)한다.In step S803, the control unit 180 irradiates a radar through the radar irradiation unit 191, and in step S804, the controller 180 detects a radar reflected through the radar receiving unit 192. Then, by analyzing the radar received through the radar receiving unit 192, it is determined whether there is an obstacle in front of the pedestrian (step S805).

그리고 제어부(180)는 장애물 존재 여부 판단 결과에 기초하여 보행자에게 피드백(S806 단계)해 줄 수 있다. 피드백은, 햅틱 모듈(153)을 통하여 출력되는 진동 피드백일 수도 있으며, 음향 출력부(152)를 통하여 출력되는 경고 사운드일 수 있다.In addition, the controller 180 may provide feedback (step S806) to the pedestrian based on a result of determining whether an obstacle exists. The feedback may be vibration feedback output through the haptic module 153 or may be a warning sound output through the sound output unit 152.

이때 진동 피드백은 장애물과의 거리에 따라 패턴이 달라질 수 있으며, 경고 사운드는 장애물과의 거리에 따라 출력 주기가 달라질 수 있을 것이다.At this time, the vibration feedback pattern may vary according to the distance to the obstacle, and the warning sound may have a different output period according to the distance to the obstacle.

이상으로 본 발명에 따른 보행 보조 장치의 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.The embodiment of the walking aid device according to the present invention has been described above, but this is described as at least one embodiment, and the technical idea of the present invention and its configuration and operation are not limited thereto. The scope of the idea is not limited/limited by the drawings or the description referring to the drawings. In addition, the concepts and embodiments of the invention presented in the present invention may be used by those of ordinary skill in the art as a basis for modifying or designing a different structure in order to perform the same object of the present invention. , Modified or changed equivalent structure by a person skilled in the art to which the present invention belongs is bound by the technical scope of the present invention described in the claims, and does not depart from the spirit or scope of the invention described in the claims. Various changes, substitutions and changes are possible within the limit.

Claims

In the device to assist walking by being worn on the body of a pedestrian,
An output unit for outputting a warning to the pedestrian;
Radar irradiation unit for irradiating the radar in the walking direction;
A radar detector for detecting a reflective radar;
An irradiation direction control unit for controlling an irradiation direction of the radar irradiation unit; And
Comprising a control unit for controlling the output unit to determine the risk of the accident based on the detected reflection radar, and to warn the pedestrian according to the determination result,
Gait aid.

The method of claim 1,
The accident risk is characterized in that the presence of an obstacle located in the walking direction,
Gait aid.

The method of claim 2,
The output unit includes a sound output unit,
The output warning is characterized in that the warning sound output through the sound output unit,
Gait aid.

The method of claim 3,
Characterized in that the output period of the warning sound is shortened according to the distance to the obstacle,
Gait aid.

The method of claim 2,
The output unit further includes a haptic module,
The output warning is characterized in that the vibration feedback output through the haptic module,
Gait aid.

The method of claim 5,
Characterized in that the pattern of the output vibration feedback is changed according to the distance to the obstacle,
Gait aid.

The method of claim 1,
Further comprising a gyro sensor for detecting the degree of inclination,
The irradiation direction control unit,
Characterized in that to control the irradiation direction of the radar based on the sensed inclination,
Gait aid.

The method of claim 7,
The irradiation direction is characterized in that the direction toward a predetermined angle downward from an angle parallel to the ground,
Gait aid.

The method of claim 1,
Further comprising an acceleration sensor for detecting the walking direction,
The irradiation direction control unit,
It characterized in that controlling the irradiation direction of the radar to face the sensed walking direction,
Gait aid.

In the control method of a device worn on the body of a pedestrian to assist walking,
Irradiating a radar in a walking direction through a radar irradiation unit;
Radar sensing for detecting a reflective radar;
Controlling an irradiation direction of controlling the irradiation direction of the radar irradiation unit; And
Comprising the step of controlling the output unit to determine the risk of the accident based on the detected reflection radar, and output a warning to the pedestrian according to the determination result,
Control method of walking aids.

The method of claim 10,
The accident risk is characterized in that the presence of an obstacle located in the walking direction,
Control method of walking aids.

The method of claim 11,
The output unit includes a sound output unit,
The output warning is characterized in that the warning sound output through the sound output unit,
Control method of walking aids.

The method of claim 12,
Characterized in that the output period of the warning sound is shortened according to the distance to the obstacle,
Control method of walking aids.

The method of claim 11,
The output unit further includes a haptic module,
The output warning is characterized in that the vibration feedback output through the haptic module,
Control method of walking aids.

The method of claim 14,
Characterized in that the pattern of the output vibration feedback is changed according to the distance to the obstacle,
Control method of walking aids.

The method of claim 10,
Further comprising the step of detecting the degree of inclination through the gyro sensor,
The step of controlling the irradiation direction,
Characterized in that to control the irradiation direction of the radar based on the sensed inclination,
Control method of walking aids.

The method of claim 16,
The irradiation direction is characterized in that the direction toward a predetermined angle downward from an angle parallel to the ground,
Control method of walking aids.

The method of claim 10,
Further comprising the step of detecting the walking direction through the acceleration sensor,
The step of controlling the irradiation direction,
It characterized in that controlling the irradiation direction of the radar to face the sensed walking direction,
Control method of walking aids.